Comprender la tasa de deposición
Antes de cualquier cálculo, debe saber que la tasa de deposición es directamente proporcional a la velocidad de un diámetro de alambre en particular que emerge de una pistola de soldadura MIG. Por otro lado, la tasa de deposición no tiene nada que ver con la velocidad de desplazamiento ni con la configuración de voltaje en la máquina.
La tasa de deposición simplemente muestra cuántas libras de alambre provienen de la pistola de soldar en un momento determinado. Es por eso que normalmente se mide en lb./hr.
Como resultado, suponga que aumenta la velocidad de alimentación del alambre y aumenta la tasa de deposición. Por lo tanto, si mantiene la velocidad de alimentación de alambre y elige un alambre de mayor diámetro, la tasa de deposición también aumentará.
Al comprender los fundamentos, calcular la tasa de deposición es un ejercicio eficaz que puede utilizar para llegar a los parámetros críticos de soldadura.
Veamos la fórmula y un ejemplo:
Cálculo de la tasa de deposición
Tasa de deposición (lb./h) = 13,1 × (diámetro del alambre) 2 × (velocidad de alimentación del alambre) × (eficiencia)
- Diámetro del cable dado en pulgadas (in.)
- La velocidad de alimentación de alambre se calcula en pulgadas por minuto (IPM)
- La eficiencia difiere, y es 1,0 para alambre sólido, 0,85 para alambre con núcleo
- Tenga en cuenta que este cálculo es solo para acero.
Por ejemplo, si su proyecto requiere: Diámetro del cable = 0,030 pulg. (1,2 mm) de cable sólido, WFS = 350 IPM.
Tasa de deposición = 13,1 × (0,030) 2 × (350) × (1,0) = 4,13 lb./h
Cálculo de la velocidad de viaje mediante el uso de los resultados de la tasa de deposición
Al obtener la tasa de deposición utilizando el cálculo anterior, puede calcular la velocidad de desplazamiento en pulgadas por minuto (IPM) para una soldadura en particular. Por ejemplo, supongamos que desea hacer un 3/8-in. soldadura de filete de acero (suponga un refuerzo del 10 % o una pierna de 0,4125 pulg.) usando 0,030 pulg. alambre sólido a 350 IPM, el peso del metal de soldadura por pie se puede calcular multiplicando la densidad del acero (0.283 lb./in3) por el volumen de metal de soldadura por pie de la siguiente manera:
vol. de metal de soldadura/ft=1/2×b×h×12 in.=1/2×0.4125 in.×0.4125 in.×12 in.=1.02 in3.
Peso del metal de soldadura/pie de soldadura de filete de 3/8 in = (0,283 lb/in3) × (1,02 in3) = 0,2887 lb/ft.
A continuación, usaremos el peso de soldadura por pie para calcular la velocidad de desplazamiento
Cálculo de la velocidad de viaje
Velocidad de desplazamiento = (tasa de deposición) × (número de pasadas)/5 × (peso del metal de soldadura por pie {lb./ft}) = (4,13) × (1)/5 × (0,2887) = 0,23 IPM
Cálculo de la velocidad de alimentación de alambre utilizando la tasa de deposición
Supongamos un requisito para hacer soldaduras de filete a una velocidad de 12 lb/hr usando alambre de soldadura de 0.030 in. Luego, podemos calcular la WFS usando las fórmulas a continuación y el Peso del alambre de soldadura por pie en la Tabla 1.
Diámetro del cable (pulg.) Peso del cable (lb./pie) Diámetro del cable (pulg.) Peso del cable (lb./pie) /160.017/320.128 5/640.016
Cálculo de la velocidad de alimentación de alambre
Velocidad de alimentación de alambre = (tasa de deposición)/5×(peso de alambre por pie {lb./ft}) = (12)/5×(0.0054) = 444.4 IPM
Por supuesto, la velocidad de desplazamiento para una soldadura de filete de 3/8 pulg. de una sola pasada a una tasa de deposición de 12 lb./h sería de 8,31 IPM, como se calcula a continuación.
Velocidad de desplazamiento = (tasa de deposición) × (número de pasadas)/5 × (peso del metal de soldadura {lb./ft}) = (12) × (1)/5 × (0,2887) = 8,31 IPM
Uso de métodos simples para calcular la velocidad inicial de alimentación de alambre, el voltaje y la velocidad de desplazamiento
El factor de conversión bartoniano (Tabla 2) facilita un poco las cosas para las soldaduras de filete. El siguiente ejemplo usa el factor de conversión para calcular la velocidad de desplazamiento a 5,57 IPM para esa misma soldadura de filete de 3/8 pulg. usando un alambre sólido de 0,045 pulg.
Velocidad de viaje = 7,96 × 0,7 = 5,57 IPM (0,2887)
Tamaño de la pata (pulg.) Peso del metal soldado por pieB 3/160.0722.7 1/40.1291.5 5/160.2011 3/80.2890.7
El peso del metal de soldadura por pie se puede calcular para cualquier tipo de unión sumando el volumen y multiplicándolo por la densidad del metal de soldadura (p. ej., 0,283 lb/in3 para acero). Sin embargo, los valores que se muestran en la Tabla 3 a la Tabla 6 eliminan la necesidad de hacer el cálculo. Estos valores se toman de la Tabla 12-1 del Manual de procedimientos de soldadura por arco de Lincoln Electric Co., que muestra el peso del metal de soldadura por pie para varios tipos comunes de juntas soldadas con acero.
Los siguientes ejemplos de cálculos utilizan las tablas 3 a 6.
Tamaño de placa (pulg.)1/161/83/161/43/81/2 1/80.0270.0530.080.106.159.213 3/16.040.080.120..159.213.319 1/4.053.106.159.213.319.425 5/16.066 .133.199.266.398.531 3/8.080.159.239.319.478.638 7/16.093.186.279.372.558.744 1/2.106.213.319.4425.638.850 3/4.159.319.478.6388.9691. 1/2.319.638.9561.281.912.55 2.0425.8501.281.72.553.40 Tamaño de la placa (in) Weldconvex plano Weldconcave Weld 1/8.032.041.036 3/16.072.093.081 1/4.129.165.145 5/16.201. 7/16.394.505.443 1/2.514.659.578 3/41.161.481.30 12.062.642.31 Tamaño de la placa (pulgadas) 14°20°30°45°60°70°75°80°90° 1/8.0065.009.014.022.031.037.037.037.0 .045.053 3/16.015.021.032.049.069.084.092.100.119 1/4.026.037.057.088.123.149.163.178.212 5/16.041.058.089.137.191.232.254.278.322 3/8.059.084.128.198.276.334.366.401.478 7/16.080. 115.174.269.375.455.499.545.650 1/2.104.150.226.352.490.594.651.712.849 3/4.235.337.512.7911.1031.3381.4661.6031.910 1.417.599.9101.4071.9612.3782.6062.8503.396 1 1/20.9381.3472.0473.1654.4125.3505.863 6.4127.641 21.6682.3953.6405.6277.8439.51210.42311.39813.584 ancho de la tapa (in.) 1/161/83/161/4 3/8.026.053.080.106 1/2.040.080.120.155599 3/4.053.106.15. 133.199.266 1 1/4.080.159.239.319 1 /12.093.186.279.0372 1 3/4.106.213.319.425 2.159.319.478.638
1/2 pulg. soldadura de ranura en V de placa con ángulo incluido de 90° y refuerzo de 1/8 pulg. con alambre sólido de 0,052 pulg., gas de protección 90 % Ar/10 % CO2. El fabricante recomienda WFS a 325 IPM y 30 voltios.
Tasa de depósito (lb/h) = 13,1×(0,052)2×(325)×(1,0) = 11,51 lb/h
Velocidad de desplazamiento para pasadas de llenado y tapado = (11,51)×(6)/5×(0,849 + 0,199) = 13,18 IPM
Segundo ejemplo Ejemplo de cálculo
Soldadura a tope cuadrada de placa de 3/8 pulg. en un respaldo, con un espacio de 3/16 pulg. y refuerzo de 1/8 pulg. con alambre con núcleo de 1/16 pulg., gas de protección con 75 % Ar/25 % CO2. Nuestro proceso funciona muy bien con WFS a 285 IPM y 26 voltios.
Tasa de deposición (lb./hr) = 13.1×(1/16 pulg.)2 × (285)×(.85) = 12.39 lb./hr
Velocidad de desplazamiento para pasadas de llenado y tapado = (12,39)×(1)/5×(0,239 + 0,053) = 8,49 IPM
Tercer ejemplo de cálculo de muestra
¿Cuál debería ser mi velocidad de alimentación de alambre si quiero hacer una soldadura de filete gruesa de 1/4 pulg. a una velocidad de desplazamiento de 20 IPM usando alambre sólido de 0.045 pulg. y gas de protección con 90 % Ar/10 % CO2?
Al reorganizar el cálculo de la velocidad de viaje anterior para resolver la tasa de deposición, obtenemos:\
Tasa de deposición = 5×Velocidad de viaje×(Peso del metal de soldadura {lb./ft})/(# de pases)
Tasa de deposición = 5×20 IPM×(0.165)/1 = 16.5 lb./hr
Al reorganizar el cálculo de la tasa de depósito anterior para resolver la velocidad de alimentación de alambre, obtenemos:
Velocidad de alimentación de alambre = Tasa de deposición/13,1×(Diámetro del alambre)2×(Eficiencia) = 16,5/13,1 ×(0,045 pulg.)2×(1) = 622 IPM
Pensamientos finales
El uso de fórmulas matemáticas y simples puede ayudarlo a reducir el tiempo de desarrollo de la soldadura y mejorar su documentación previa a la WPS. Estos cálculos suelen ser correctos, pero es posible que necesite algunos ajustes para lograr la soldadura deseada. Sin embargo, tener un buen punto de partida para el desarrollo del procedimiento de soldadura reducirá el tiempo y las conjeturas en el taller.